Учёные выяснили, как вода между молекулами накапливает и отдаёт энергию

Специалисты Технологического института Карлсруэ в Германии под руководством химика Франка Бидерманна выяснили, как ведёт себя вода, оказавшаяся в замкнутом пространстве между молекулами. Результаты исследования опубликованы в научном журнале Angewandte Chemie 26 ноября 2025 года.

В ходе компьютерного моделирования учёные изучили физико-химические процессы, происходящие с молекулами воды в условиях ограниченного пространства. Эксперименты показали, что неподвижная вода, зажатая между другими молекулами, накапливает значительное количество энергии. При появлении третьей молекулы происходит резкое вытеснение воды из занимаемого ею пространства с одновременным выделением накопленной энергии.

Высвободившаяся энергия создаёт дополнительную силу связывания между вновь прибывшей молекулой и освободившимся участком. Этот процесс также усиливает взаимодействие между исходными молекулами и другими веществами. Бидерманн отметил, что интенсивность связывания напрямую определяется термодинамическими характеристиками вытесненной воды и химической структурой молекулы-носителя.

Исследовательская группа применила метод анализа упрощённых систем «хозяин — гость» для определения закономерностей этого явления. Ученые установили, что вероятность вытеснения воды и параметры выделяемой энергии варьируются в зависимости от природы взаимодействующих веществ.

Открытый механизм может быть использован в фармацевтической промышленности для разработки препаратов с улучшенными характеристиками. При обнаружении захваченной воды между белковыми структурами станет возможным целенаправленное введение активных молекул, которые вытеснят воду и укрепят молекулярные связи за счёт высвободившейся энергии.